(encore de nouvelles) questions sur le fond diffus cosmologique

[Garion]

Mais ce ne sont pas du tout des solutions cosmologiques de la RG, elle seraient très bizarres. Les univers finis ne sont pas "limités" par une surface, ils ont une topologie non triviale où ils se "referment" sur eux mêmes. La seule solution totalement isotrope est l'hypersphère qui généralise en 3D une sphère en 2D, qui est finie mais sans frontière, et tout point de la surface peut être considéré comme un centre.

Je ne trouve pas ça si bizarre que ça. Si il y a une courbure de l'univers, on aurait soit une courbure positive en selle de cheval, soit un univers connexe.
Je me trompe ?
En fait, l'espace plat euclidien me parait comme l'univers le plus bizarre qu'on pourrait avoir. La platitude me paraissant comme le moins probable.
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[JPL]

Dans ce forum dédié aux questions de base on ne vient pas pour donner son avis, mais uniquement pour répondre à la question posée par l’auteur du premier message sur la base des connaissances actuelles, et pas sur des supputations. 22 messages c’est trop pour répondre à une question simple.

[Deedee81]

Bonjour,

J'ai séparer pour donner quelques explications.

Merci

[Deedee81]

Quelques explications.

Si il y a une courbure de l'univers, on aurait soit une courbure positive en selle de cheval

Attention, une courbure positive c'est sphérique, pas en selle de cheval (hyperbolique). L'espace hyperbolique c'est une courbure négative.

soit un univers connexe.

La connexité n'a rien à voir avec la courbure. L'univers est a priori connexe qu'il soit de courbure positive, négative ou nulle. Et même si l'univers avait une courbure non constante (à très très grande échelle).

Il est même simplement connexe (sans "trou"). Sauf éventuelle topologie bizarre genre donuts Mais on n'envisage pas souvent ce genre truc quelque peu folklorique, on envisage plutôt des topologie compacte de type "univers de pacman : quand on va tout droit on revient à son point de départ". Comme l'univers dodécaédrique de Poincaré / Luminet. Mais ça reste malgré tout spéculatif (le soucis est que les théories donnent la géométrie en fonction du contenu en matière/énergie mais pas la topologie). Un univers multiplement connexe on appelle cela plutôt un "multivers".

Enfin, je me demande d'ailleurs si tu ne voulais pas dire compact ? En l'absence de constante cosmologique : courbure constante positive = compact, sinon non compact.

En fait, l'espace plat euclidien me parait comme l'univers le plus bizarre qu'on pourrait avoir. La platitude me paraissant comme le moins probable.

Bien sûr que c'est bizarre et les scientifiques l'ont tout de suite pensé. Parmi l'infinité des valeurs possibles pourquoi juste la platitude ? Pire encore, même une minuscule courbure augmente au cours du temps (enfin, non, elle diminue, mais comme l'univers observable grandit plus vite que le contenu, la courbure apparente augmente, c'est comme les dessins que tu as peut-être déjà vu avec une petite callote qui grandit sur une sphère). Et vu l'absence de courbure observée cela implique au départ (pour la partie observable) une courbure diaboliquement petite au départ. Et vu que la courbure n'est nulle qu'en moyenne (la courbure n'est pas nulle là où il y a des masses), c'est incompréhensible d'avoir ça pile poil.

Comme les physiciens n'aiment pas les coïncidences ils ont cherchée une solution. D'où l'idée de l'inflation. Celle-ci en gonflant brusquement l'univers l'applatii. Elle résout aussi le problème de l'horizon (pourquoi l'univers est-il si homogène alors que les points diamétralement opposés de l'univers observables n'ont jamais eut de contact). Une petite zone homogénéisée (par contact) devient brusquement tout l'univers observable. Enfin, elle amplifie les fluctuations quantiques (qu'on retrouve dans le rayonnement fossile) et il en faut pour que les grumeaux finissent par former les galaxies etc....

Personnelement, à l'époque je trouvais ça quelque peu ad hoc et j'aurais préféré une loi physique encore inconnue justifiant la platitude nulle et l'homogénéité.

Mais depuis on a mesuré finement les fluctuations du rayonnement fossile. Et elles présentent un "spectre en puissance" très caractéristique.... prédit par l'inflation.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectre_de_puissance

On a de plus de bons modèles théoriques (spéculés mais plausibles) conduisant à une telle inflation.

Et cela a suffit pour me convaincre (trop de trucs : platitude, horizon, fluctuations, spectre, théorie. Ca rend l'inflation très plausible).

[A voir en vidéo sur Futura]